[实用新型]一种低成本高精度定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及定位技术领域，具体涉及一种低成本高精度定位系统。

背景技术

随着物联网时代的来临，高精度定位设备越来越受到市场的重视。无人机遥感摄影测量，无人机快递送货，驾照考试，人流密集度实时统计，都需要高精度定位设备。高精度定位设备，基本依赖于RTK技术。RTK(Real-time kinematic)载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。现有的采用RTK技术的设备，在硬件上依赖双频接收机。但双频接收机存在以下几个问题：首先，双频接收机价格昂贵，普通用户很难承受，不宜推广；其次，双频接收机功耗较大，对电池电量要求高；最后，双频接收机体积较大，不利于携带。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有采用RTK技术的设备需要依赖双频接收机所带来的问题，提供一种低成本高精度定位系统。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种低成本高精度定位系统，包括单频接收机、GPRS模块、处理器控制模块和电源模块；单频接收机作为用户接收机，获取卫星数据；GPRS模块与基站通信，获得基站数据；处理器控制模块对单频接收机和GPRS模块送来的数据进行解码，获得星历数据、单频接收机的观测值数据、基站的坐标数据和基站的观测值数据；再根据这些数据求解偏移量；后根据偏移量和基站的坐标得到用户的坐标；电源模块为单频接收机、GPRS模块和处理器控制模块供电。

特别地，单频接收机通过天线与卫星通信，单频接收机通过USB接口与处理器控制模块连接。

特别地，GPRS模块通过天线与基站通信，GPRS模块通过RS232接口与处理器控制模块连接。

本实用新型构建了一个单频接收机、GPRS模块和处理器控制模块为核心的定位系统，通过单频接收机获得卫星数据，通过GPRS模块获得基站数据，处理器控制模块根据卫星数据和基站数据进行差分处理，并据此获得用户的位置信息。

与现有技术相比，采用单频接收机来实现RTK技术；首先单频接收机价格低廉，只有双频接收机的十分之一，能被市场广泛使用；其次单频接收机功耗低，适用于嵌入式设备；本实用新型具有体积小，重量轻和方便携带的特点，可以安装在无人机上。

附图说明

图1为一种低成本高精度定位系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的优选实施例进行进一步说明，需要强调的是，本实用新型不仅限于以下实施例。

一种低成本高精度定位系统，如图1所示，由单频接收机、GPRS模块、处理器控制模块和电源模块组成。单频接收机通过一天线与卫星通信，单频接收机通过USB接口与处理器控制模块连接。GPRS模块通过另一天线与基站通信，GPRS模块通过RS232接口与处理器控制模块连接。

单频接收机作为用户接收机，获取卫星数据。单频接收机接收来自GPS卫星L1频段的数据，并进行相应计算，能够输出在L1频段的GPS卫星伪距观测值、载波观测值、以及GPS卫星星历数据。这些数据以固定的格式发送。

GPRS模块用来与基站通信，获得基站数据。GPRS模块根据IP地址，端口号，账号和密码等信息，获取基站传来的基站数据。基站数据中包含基站接收机的坐标，以及基站在L1频段下的伪距观测值，载波观测值。基站数据具有固定的格式，称为RTCM格式。

处理器控制模块对卫星数据和基站数据进行处理，并输出定位结果。在本实施例中，处理器控制模块的核心为ARM处理器。

处理器控制模块接收单频接收机和GPRS模块发来的数据。先对接收机的数据解码，运行解码模块，提取相应的值。再对基站数据进行解码，运行RTCM解码模块，解析到基站相应的值。运行选星程序，将观测值误差较大的卫星数据删除，如高度角较低，信噪比较低的卫星。将剩下的星的数据，带入差分程序中，获得用户接收机相对于基站的偏移量。此偏移量存在较大的误差，因此，带入高精度算法模块，提升偏移量的精度。将偏移量加上基站坐标，即可获得高精度坐标。